Двухкаскадный передатчик на 144 Мгц

А. Колесников (UI8ABD), г. Ташкент

Для дальних связен в диапазоне 144-146 Мгц необходима высокая стабильность частоты. Наиболее просто эта задача решается при применении кварцевой стабилизации, которая особенно нужна при установлении связей на расстояние 500- 1000 км. Однако ближние связи на этом диапазоне нередки и в пределах 50-300 км. В этом случае можно временно отказаться от кварцевой стабилизации и заменить генератор на кварце высокостабильным LC генератором, работающим на низкой частоте. Так, например, схема Тесла, работающая на частоте не выше 7-8 Мгц, при соблюдении необходимых конструктивных условий (качество деталей, экранировка электрическая и тепловая, тип лампы и т. д.), обеспечивает стабильность только на один порядок ниже, чем обычные кварцевые схемы. При этом построение схемы передатчика остается таким же, как и при кварце: задающий генератор на 7-8 Мгц, ряд умножителей, предоконечный усилитель и выходной каскад.

Наконец, есть еще способ получения достаточной стабильности в диапазоне 144-146 Мгц - это применение усиленной параметрической стабилизации частоты непосредственно на рабочей частоте в двухкаскадных схемах. Для этого необходимо, чтобы задающий генератор работал на контурах высокой добротности, обладал большой механической прочностью, не был перегружен последующим каскадом, в котором устранены все склонности к самовозбуждению. Выполнению этих условий в значительной мере способствуют двухтактные схемы в цепи задающего и выходного каскадов. По такому принципу была построена и всесторонне испытана схема двухкаскадного передатчика на лампах 6НЗП и ГУ-32.

Основой схемы является УКВ блок с анодным контуром из четвертьволновой двухпроводной линии ("Радио" N 6, 1961 г.), нагруженный контуром сетки выходного каскада на ГУ-32 (см рис.1). Большая мощность задающего генератора, собранного на лампе 6Н3П, позволила обойтись без настройки сеточного контура ГУ-32, повысить тем самым стабильность его частоты и уменьшить склонность выходного каскада к самовозбуждению. Для устранения несимметричности и возможности возникновения паразитных контуров и связей конструкция передатчика оформлена в виде линейки. Задающий генератор на лампе 6Н3П работает на фиксированной частоте в диапазоне 144-146 Мгц, и во всем передатчике настраивается лишь один выходной контур в цепи анода лампы ГУ-32. Это не только упрощает конструкцию, но и повышает стабильность частоты, благодаря тому, что исключен механически ненадежный элемент настройки на основной частоте. Практика показала, что работа в этом диапазоне на фиксированной частота является выгодным, а иногда и решающим моментом, так как позволяет ждать и искать корреспондента только в узком участке диапазона, а также дает возможность лучше распознавать дальних корреспондентов и т. д.

rst-9611.gif
Puc.1

Конструкция высокочастотных блоков передатчика

На рис.2 показан общий вид конструкции, а на рис.3 видно общее расположение всех деталей и узлов передатчика.

rst-9612.gif
Puc.2

При постройке следует учитывать, что существенно взаимное расположение трех узлов: задающего генератора на лампе 6Н3П (его конструкция и монтаж полностью соответствуют описанию в "Радио" № 6 за 1961 г.), входной цепи усилителя мощности (L4) и анодной цепи (L5C9L6), в которой осуществляется и подстройка на рабочую частоту, и связь с нагрузкой.

rst-9613.gif
Puc.3

Размеры отдельных деталей передатчика показаны на рис.4. Керамическая панель лампы ГУ-32 крепится на четырех стойках, их можно сделать из любого материала. При питании накала от 6,3 B, два крайних вывода нити соединяются вместе и широкой медной полоской заземляются на шасси. Такой же полоской с противоположной стороны заземляется катод ГУ-32. Такой монтаж уменьшает индуктивность в цепи катода и склонность каскада к самовозбуждению. Петля связи L4 в цепи сеток ГУ-32 3 сделана из медной 2 мм проволоки и припаивается непосредственно к лепесткам сеток на панельке лампы. Короткозамкнутый конец петли крепится на ячейке R3С4, с помощью которой создается необходимое смещение для лампы ГУ-32. Достаточная связь с контуром L3C3 задающего генератора получается при расстоянии катушки L4 от шасси порядка 32 мм.

Над панелькой около выводов второй сетки и отвода накала лампы ГУ-32 расположены конденсаторы С7, C8 (KCO-2), которые заземляются на пластинку 2. Гасящее сопротивление R4, колеблется по величине от 5,1 ком до 30 ком в зависимости от напряжения источника питания.

С обратной стороны шасси расположен анодный контур лампы ГУ-32, который крепится непосредственно на жестких выводах анодов лампы ГУ-32, и на планке из любого изолирующего материала. Анодная линия 4 сделана из 4 мм медного провода. На открытом конце провода надрезаются лобзиком, и в прорезь впаивается пружинящая контактная пластинка - зажим 5. На расстоянии 65 мм от конца линии к ней припаиваются две шайбы с резьбой М4 6, в которой крепятся передвижные статорные пластины 7 конденсатора С9. Круглые статорные пластины (медь, латунь) имеют в центре резьбу М3 для проходного винта 8 (М3). Пластина ротора 9 сделана из полоски меди 0,5 мм и крепится на пластине 10 из органического стекла или другого хорошего изолятора. Пластина 10 присоединяется двумя гайками к оси 11, вращающейся в стойке 12, которая крепится к основанию шасси под линией. Эта деталь аналогична во всем ранее описанному способу настройки у УКВ блока ("Радио" N 6, 1961 г.). Короткозамкнутый конец линии привинчивается винтом М2 к пластине 13 (отверстие). Эта пластина сделана из изолирующего материала и к шасси крепится угольником 14. На этой же пластине крепится петля связи с антенной и анодный дроссель (между точками A и Б). Размеры петли связи подбираются в зависимости от качества и свойств применяемой антенны ориентировочно, ее длина равна 100- 120 мм.

Настройка и контроль работы

В процессе настройки подбирается фиксированная рабочая частота путем изменения емкости С3 (рис.1а) в задающем генераторе. Нормальное расстояние между пластинами С3 около 1,2-1,1 мм и их незначительное изменение позволяет подобрать любую частоту в диапазоне 144-146 Mгц. Настройка эта ведется по градуированному приемнику или волномеру при включенном накале лампы ГУ-32. Для контроля за величиной возбуждения в цепь смещения сетки лампы ГУ-32 в цепь сетки включается миллиамперметр на 0-10 ма и связь петли L4 подбирается такой, чтобы остаточный ток был порядка 3-4 ма. После этого при включенных анодном и экранном напряжениях на ГУ-32 определяется резонанс анодного контура по спаду анодного тока или свечению неонового индикатора при изменении емкости С9. Если резонанс не удается найти, то изменяется расстояние между пластинами статора вращением винта 8 во втулке 6 (рис. 4). Новое положение статорных пластин фиксируется контргайкой. Обычно расстояние между пластинами равно 3 мм. После этих изменений, вращая ротор конденсатора, снова добиваемся резонанса анодной линии, стремясь к тому, чтобы пластина ротора только на половину своей площади была закрыта статором. Такой "запас" емкости необходим для подстройки контура при включенной антенне. Найдя положение резона псов анодного контура, выключаем анодное и экранное напряжение и, перестраивая конденсатор С9 около положения резонанса, наблюдаем за показаниями сеточного тока лампы ГУ-32. Стрелка прибора не должна колебаться в момент прохождения через резонанс анодного контура. Колебания стрелки указывают на существование паразитной связи между сеточным и анодным контурами или за счет непосредственной их связи, или через проходную емкость лампы. При такой связи и достаточном возбуждении на анодном контуре может загораться неоновая лампочка типа МН-3.

При таких условиях выходной каскад может самовозбуждаться при подключении анодного и экранного напряжений, или при изменении их от модуляции. Склонность выходного каскада к самовозбуждению на рабочей частоте можно обнаружить и по таким признакам:

1) максимальная отдача в нагрузку (антенна, лампочка) но соответствует положению наименьшего тока и анодной цепи;

2) в приемнике появляются две настройки, близкие по частоте, одна из которых соответствует настройке задающего генератора, вторая - выходного.

Склонность к самовозбуждению за счет связи через проходную емкость обычно удается устранить нейтрализацией выходного каскада. Для этого сеточная и анодная цепи искусственно связываются в противофазе через добавочные емкости Сн и Сн (рис. 1), которые обычно выполняются из кусков твердого 1,5 мм провода, жестко прикрепленных к выводам сеток на панельке ГУ-32, которые затем через отверстия в шасси (рис. 1, в) подводятся к анодам лампы снаружи баллона. Скрещиванием проводов достигается необходимая противофазность напряжений, компенсирующих самовозбуждение.

После введения емкостей Сн, Сн, при снятом анодно-экранном напряжении (но подведенном возбуждении), снова проверяется сеточный ток лампы ГУ-32 при настройке анодного контура в резонанс. Если ток сетки меняется, то изменением положения проводов относительно массы анодов лампы или их укорочением добиваются полной независимости показаний прибора сетки от настройки анодного контура.

Склонность к самовозбуждению или возникновению паразитных колебаний появляется и в тех случаях, когда нарушается симметричность двухтактных схем. Это необходимо учитывать при включении в схему модулятора или отдельных его узлов, а также внесении антенного переключателя, измерительных приборов, стенок ящика и т. д. Расстояния, на которых следует располагать названные детали, должны в два-три раза превышать расстояния между проводами ВЧ линии, т. с. для ГУ-32 50-75 мм.

Uc2, в

Ua, в

Ia, мa

Ic, ма

Ic1, ма

R1, ком

R2, ком

Pa, Вт

Рк~, Вт

Примечание

130

345

20/55

-

1,6

39

35

19

11-12

связь L4 сильная

160

300

33/85

10/ 8

2,0

12

12

25

15-16

связь L4 слабая

185

400

46/108

15/6,5

3,5

10

33

43

20,0

связь L4 средняя

200

500

-/72

14

2,6

(-65в)

2106

36

26

телеграф класс С

200

425

52

16

2,4

(-60в)

14

-

16

телефон класс С


В таблице приведено несколько рабочих режимов ВЧ блока. Задающий генератор питается от стабилизированного источника 150 В, его анодный ток колеблется от 12 до 15,5 ма для режимов, приведенных в таблице. Значения анодного тока Ia тока экранной сетки Ic2 или первой сетки Ic1 у выходной лампы ГУ-32 указаны в виде дроби - числитель соответствует значению токов без нагрузки; знаменатель, - при включенной нагрузке. В качестве нагрузки применялся ВЧ ваттметр, настроенный LС контур с лампочкой накаливания. Данные ВЧ мощности относятся к телеграфному режиму, в последних двух строках табл.1 приведены данные типовых рабочих режимов лампы ГУ-32.

Наиболее благоприятный режим при работе телефоном получается при Uc2=160-170 B; Ua-320-350 B.

Необходимо напомнить, что первоначальные опыты по установлению дальних связен лучше вести в телеграфном режиме с применением в приемнике второго гетеродина или с тональной модуляцией.

Описанная схема двухкаскадного передатчика на 144 Мгц, имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными генераторами на самовозбуждении:

1) стабильность частоты повышается настолько, что сигналы можно уверенно принимать на приемники, собранные по супергетеродинной схеме;

2) значительно повышается КПД;

3) конструкцию легко повторить, так как кроме ламповых панелек 6Н3П и ГУ-32 в ней нет покупных дефицитных деталей.

Нам кажется, что подобные схемы могут быть использованы для начала широкого наступления на двухметровый диапазон.

РАДИО N 9 1961, c.16-18.